Choroba Parkinsona jest zaburzeniem neurodegeneracyjnym charakteryzującym się zniszczeniem specyficznej populacji neuronów: neuronów dopaminergicznych. Zwyrodnienie tych neuronów uniemożliwia przekazywanie sygnałów sterujących określonymi ruchami mięśni i prowadzi do drżenia, mimowolnych skurczów mięśni lub zaburzeń równowagi charakterystycznych dla tej patologii. Zespół z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) zbadał niszczenie tych neuronów dopaminergicznych, używając muszki owocowej jako modelu badawczego. Naukowcy zidentyfikowali kluczowe białko u much, a także u myszy, które odgrywa rolę ochronną przed tą chorobą i może być nowym celem terapeutycznym. Tę pracę można przeczytać w czasopiśmie Nature Communications.
Poza rzadkimi formami obejmującymi pojedynczy gen, większość przypadków choroby Parkinsona wynika z interakcji między wieloma genetycznymi i środowiskowymi czynnikami ryzyka. Jednak częstym elementem początku choroby jest dysfunkcja mitochondriów w neuronach dopaminergicznych. Te małe fabryki w komórkach są odpowiedzialne za produkcję energii, ale także za aktywację mechanizmów samozniszczenia komórki w przypadku jej uszkodzenia.
Laboratorium Emi Nagoshi, profesora w Katedrze Genetyki i Ewolucji na Wydziale Nauk UNIGE, wykorzystuje muszkę owocową, czyli Drosophila, do badania mechanizmów degeneracji neuronów dopaminergicznych. Jej grupa jest szczególnie zainteresowana genem Fer2, którego ludzki homolog koduje białko kontrolujące ekspresję wielu innych genów i którego mutacja może prowadzić do choroby Parkinsona poprzez mechanizmy, które nie są jeszcze dobrze poznane.
W poprzednim badaniu ten zespół naukowy wykazał, że mutacja w genie Fer2 powoduje niedobory podobne do choroby Parkinsona u much, w tym opóźnienie w rozpoczęciu ruchu. Zaobserwowali również defekty w kształcie mitochondriów neuronów dopaminergicznych, podobne do tych obserwowanych u pacjentów z chorobą Parkinsona.
Ochrona neuronów
Ponieważ brak Fer2 powoduje stany podobne do choroby Parkinsona, naukowcy sprawdzili, czy – wręcz przeciwnie – wzrost ilości Fer2 w komórkach może mieć działanie ochronne. Kiedy muchy są wystawione na działanie wolnych rodników, ich komórki ulegają stresowi oksydacyjnemu, który prowadzi do degradacji neuronów dopaminergicznych. Jednak naukowcy byli w stanie zaobserwować, że stres oksydacyjny nie ma już szkodliwego wpływu na muchy, jeśli nadprodukują Fer2, potwierdzając hipotezę o jego ochronnej roli.
„Zidentyfikowaliśmy również geny regulowane przez Fer2, które są głównie zaangażowane w funkcje mitochondriów. Dlatego wydaje się, że to kluczowe białko odgrywa kluczową rolę przeciwko degeneracji neuronów dopaminergicznych u much, kontrolując nie tylko strukturę mitochondriów, ale także ich funkcje. ” wyjaśnia Federico Miozzo, badacz w Departamencie Genetyki i Ewolucji oraz pierwszy autor badania.
Nowy cel terapeutyczny
Aby dowiedzieć się, czy Fer2 odgrywa taką samą rolę u ssaków, biolodzy stworzyli mutanty homologu Fer2 w neuronach dopaminergicznych myszy. Podobnie jak w locie, zaobserwowali nieprawidłowości w mitochondriach tych neuronów, a także wady lokomocji u starszych myszy. „Obecnie testujemy ochronną rolę homologa Fer2 u myszy, a wyniki podobne do tych obserwowanych u much pozwoliłyby nam rozważyć nowy cel terapeutyczny dla pacjentów z chorobą Parkinsona” – podsumowuje Emi Nagoshi.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez Uniwersytet Genewski. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.